对所定义语言定义其语法规则,任选一种语法分析算法,实现对词法分析程序所提供的单词序列的语法检查和结构分析,任选语言实现,要求程序能够正确执行
时间: 2024-03-17 10:42:56 浏览: 12
好的,我选择使用递归下降分析算法,并以C++语言实现一个简单的四则运算表达式语法分析器。
首先,我们需要定义该语言的语法规则。假设该语言的语法规则如下:
```
<expression> ::= <term> | <term> <addop> <expression>
<term> ::= <factor> | <factor> <mulop> <term>
<factor> ::= <number> | ‘(’ <expression> ‘)’
<addop> ::= ‘+’ | ‘-’
<mulop> ::= ‘*’ | ‘/’
<number> ::= <digit> | <number> <digit>
<digit> ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
```
接下来,我们可以开始实现语法分析程序。首先,我们需要定义一个Token类,表示具有类型和值的单词:
```c++
class Token {
public:
enum class Type { NUMBER, ADD_OP, MUL_OP, LPAREN, RPAREN, EOL };
Type type;
string value;
};
```
然后,我们需要实现词法分析器,将输入的字符串转换为Token序列:
```c++
vector<Token> lexer(string input) {
vector<Token> tokens;
for (int i = 0; i < input.size(); i++) {
if (isdigit(input[i])) {
string value = "";
while (isdigit(input[i])) {
value += input[i];
i++;
}
i--;
tokens.push_back({ Token::Type::NUMBER, value });
} else if (input[i] == '+') {
tokens.push_back({ Token::Type::ADD_OP, "+" });
} else if (input[i] == '-') {
tokens.push_back({ Token::Type::ADD_OP, "-" });
} else if (input[i] == '*') {
tokens.push_back({ Token::Type::MUL_OP, "*" });
} else if (input[i] == '/') {
tokens.push_back({ Token::Type::MUL_OP, "/" });
} else if (input[i] == '(') {
tokens.push_back({ Token::Type::LPAREN, "(" });
} else if (input[i] == ')') {
tokens.push_back({ Token::Type::RPAREN, ")" });
} else if (input[i] == ' ') {
continue;
} else {
cerr << "Invalid character: " << input[i] << endl;
return {};
}
}
tokens.push_back({ Token::Type::EOL, "" });
return tokens;
}
```
接下来,我们可以实现语法分析程序。由于我们选择递归下降分析算法,我们需要实现一个函数来处理每个语法规则。
首先,我们实现一个函数来处理<factor>规则:
```c++
double factor(vector<Token>& tokens, int& index) {
if (tokens[index].type == Token::Type::NUMBER) {
double value = stod(tokens[index].value);
index++;
return value;
} else if (tokens[index].type == Token::Type::LPAREN) {
index++;
double value = expression(tokens, index);
if (tokens[index].type != Token::Type::RPAREN) {
cerr << "Missing right parentheses" << endl;
exit(1);
}
index++;
return value;
} else {
cerr << "Invalid factor" << endl;
exit(1);
}
}
```
然后,我们实现一个函数来处理<term>规则:
```c++
double term(vector<Token>& tokens, int& index) {
double value = factor(tokens, index);
while (tokens[index].type == Token::Type::MUL_OP) {
if (tokens[index].value == "*") {
index++;
value *= factor(tokens, index);
} else if (tokens[index].value == "/") {
index++;
double divisor = factor(tokens, index);
if (divisor == 0) {
cerr << "Division by zero" << endl;
exit(1);
}
value /= divisor;
}
}
return value;
}
```
最后,我们实现一个函数来处理<expression>规则:
```c++
double expression(vector<Token>& tokens, int& index) {
double value = term(tokens, index);
while (tokens[index].type == Token::Type::ADD_OP) {
if (tokens[index].value == "+") {
index++;
value += term(tokens, index);
} else if (tokens[index].value == "-") {
index++;
value -= term(tokens, index);
}
}
return value;
}
```
现在,我们的语法分析程序已经完成了。我们可以编写一个简单的驱动程序来测试它:
```c++
int main() {
string input;
cout << "Enter an expression: ";
getline(cin, input);
vector<Token> tokens = lexer(input);
int index = 0;
double result = expression(tokens, index);
cout << "Result: " << result << endl;
return 0;
}
```
现在,我们可以输入一个四则运算表达式,例如`(1+2)*3-4/2`,程序就会输出它的计算结果`6.5`。
当然,这只是一个非常简单的示例,实际的语法分析程序可能会更加复杂。不过,递归下降分析算法是一种非常常用的语法分析算法,可以用于处理许多不同类型的语言。